① 超高溫高壓失水儀研發設計思路
在泥漿液柱壓力和儲層壓力之間的壓差作用下，泥漿循環時的返流和鑽柱旋轉時的旋流會產生動態濾失，這種流動對井壁過濾面產生沖刷作用，影響了滲濾的過程。此外，還有鑽井時鑽柱旋轉對泥餅的壓實與刮切作用、劃眼時破壞了老泥餅，重新開始新的滲濾過程、在起下鑽過程中，井內液柱壓力激動對泥漿滲濾的影響等。如果我們要模擬所有的這些因素來進行研究，則不僅難以實現，而且不容易得到規律性的結果。因此我們在研究中，把在鑽井過程始終存在的比較有規律的泥漿沖刷作用和壓差作為主要的影響因素來進行模擬。
6.3.1 儀器功能設計
1）動態模擬方式：為了真實模擬鑽進過程中鑽井液在井下的流動狀態，使鑽井液在井筒上返流動過程中既存在鑽柱旋轉剪切下的周向運動，又存在環空軸向上返運動，呈現復合流態。需設計攪拌器，使其在實驗過程中攪拌鑽井液，維持鑽井液的復合流動狀態，同時攪拌器的攪拌速度能實現無級調速。鑽井環空剪切速度一般為200～300r/min，考慮到井下復雜情況及實驗要求，設計轉速調節范圍應為0～1200r/min。
2）實驗溫度和壓力：為真實模擬井底環境，儀器設計工作溫度需達到300℃以上，工作壓力需達到20MPa以上。而且在低溫、低壓、中溫、中壓、高溫、高壓三種復合溫壓條件下，均能夠對壓力和溫度進行精確控制。
3）功能：根據高溫深井鑽井液測試要求，該儀器應具有高溫高壓動態濾失實驗的功能，能夠在模擬鑽井液旋轉剪切和循環剪切的動態流動條件下，進行高溫高壓濾失實驗。
6.3.2 儀器結構
1）動力傳動組件：由電機、皮帶輪、橫梁、鎖緊手柄、皮帶罩等組成，是儀器的動力傳動系統。
2）主機：主機由底座、外殼、加熱系統等組成。
3）實驗釜體（壓濾器）：材質為不銹鋼、哈氏合金，鈦，鉭，鎳等，帶自密封及C環的鉗形閉合方式，簡易安全；高溫高壓釜體（容積為300～400mL、承壓40MPa）、過濾介質（採用人造岩心濾筒）、緊定螺釘等組成。帶加熱裝置和冷卻裝置。濾液接收器能承受10MPa壓力（圖6.4）。
4）加壓穩壓系統：包括氮氣瓶、泵、儲油罐、壓力轉換器及管線。是一個高壓減壓裝置，高壓經減壓穩壓，以提供實驗所需壓力；管匯組件由調壓手柄、高壓膠管、壓力表、放氣閥等組成。可供壓力為100MPa。
5）攪拌裝置：磁力驅動攪拌器，在負載情況下轉速為0～1200r/min，攪拌軸裝有單個波形葉片，用不銹鋼或耐腐蝕材料做成（圖6.5）。
圖6.4 高溫高壓反應釜
圖6.5 磁力攪拌
6.3.3 工作原理
該儀器在模擬井下作業的實際狀況而確定的參數進行工作的，它是將鑽井液通過加熱套部件加溫並恆定於某一溫度，其間由變速電機按規定的轉速帶動傳動軸不停地攪拌，並由減壓穩壓裝置提供壓力作用於鑽井液上，模擬現場工作狀態，獲其濾失量。如被溫度大於90℃時為防止液體蒸發，應採用回壓裝置。
② 高壓裝置是如何發明與運用的
物質在高壓下的效應是人們認識物質世界極為關鍵的因素。此外，通過這一領域的研究還有可能合成新材料和模擬實際上無法直接觀測的某些自然現象。在高壓下，物質原子的空間位置和電子結構都會發生變化，從而發生相變。這對分子也一樣。例如冰在壓力下有幾種不同的結晶狀態，且熔點可高達400℃。化學家對高壓研究很感興趣，因為他們渴望通過高壓作用合成新的材料；地質學家和地球物理學家則希望利用高壓在實驗室里模擬地殼和地幔之下的物理化學過程。
雖然高壓物理這樣吸引人，但是這個領域卻開拓得較晚。這是因為技術上的困難很大，產生高壓的有效裝置很晚才被研製出來。直到1850年左右，科學家才研製達到了3000公斤/厘米2的壓強，並在這個壓力條件下實現了氣體的液化。1893年，德國的塔曼開創了一系列高壓物理實驗，但主要是研究高壓下的相變，如熔化等。
在高壓物理理論和技術領域中做出最傑出貢獻的人當首推美國物理學家布里奇曼。為了進行高壓實驗，他設計了一種專門的壓力設備，並通過它進行實驗研究，從而發現了行之有效的無支持面密封原理，其密封度隨著壓強的升高而升高。這樣，高壓裝置就不再受到漏壓的限制，而只與材料的強度有關。
1910年，布里奇曼等人根據這種密封原理設計出壓強可達20000公斤/厘米2的高壓裝置，這是世界上第一個切實可行的高壓裝置。後來，布里奇曼又使用了特殊合金——碳化鎢，並製成二級高壓容器。就這樣，他利用自己出色設計的高壓設備和嫻熟運用現代技術的能力，一步一步地把壓強提高，終於做到能在100000公斤/厘米2的壓強下進行實驗工作。在某些情況下，壓強甚至可以達到400000～500000公斤/厘米2。布里奇曼測定了在30000～400000公斤/厘米2流體靜壓強下的100多種物質的力學、電學、熱學性質的數據，引起了其他物理學家的注意，特別是他發現了許多物質的變體，如磷的同位素異構體黑磷，6種以上的冰的異構體等。他還在高壓物理各個方面都進行了深入的研究，像測量物質的電導率、熱導率、壓縮率、抗拉強度和黏滯性等都在技術應用上具有很大價值。他的關於大量材料的壓縮率的測定，至今還經常作為標准而引用。他發現的鉍、鋇、碲等元素的高壓相變點也成了測量高壓的標准。
在高壓物理的應用方面，人們最突出的成果當屬人工合成金剛石。1953年，美國通用電氣公司在布里奇曼高壓裝置的基礎上，設計了一種叫做「BELT」型的高壓裝置，並利用它於1955年首次合成了金剛石，引起了整個工業界的轟動。後來，他們又合成了其他多種超硬材料。
目前，世界上的高壓實驗室總數已經超過了上百個。美國和日本的物理學家利用金剛石高壓設備進行研究，得到了許多重要數據。他們利用X射線和激光加熱高壓容器，肯定了地幔深處的相變。以前人們曾認為地幔的相變是正交晶系變成尖晶石，並最終變成密堆積的氧化物。現在根據高壓實驗發現存在著有鈣鈦礦和鈦鐵礦結構的尖晶石相，這一結果導致了科學家對地震數據的修正。此外，世界上其他國家也紛紛在進行高壓方面的研究，以便更快地推動科技的進步。